Ограждение котлованов

Ограждение котлованов

Ограждение котлована закладным креплением

При устройстве котлованов с наклонными стенками (рис. 2.1) существенно возрастает объем земляных работ, увеличиваются размеры котлована поверху, что вызывает определенные технологические сложности. Обратная засыпка пазух состоит из грунта нарушенной структуры с пониженной плотностью по сравнению с его естественным состоянием. Это уменьшает защемление фундамента в грунте, которое важно при передаче на опоры горизонтальных сил. Поэтому в мостостроении чаще используют ограждения котлованов с вертикальными стенками.

Если уровень грунтовых вод ниже дна котлована, его ширина не больше 4-х, а глубина – 5 м, применяют закладное крепление. В некоторых случаях его выполняют полностью деревянным. Для другого варианта используют вертикальные стойки из двутавровых балок, за которые с внешней стороны котлована горизонтально закладывают доски (рис. 2.4).

Рис. 2.4 – Закладное крепление стенок котлована с металлическими двутавровыми стойками

Если грунт котлована способен удерживать вертикальные откосы, закладное крепление устраивается сразу после отрывки котлована на полную глубину. Если же грунт недостаточно устойчив, крепление устраивают в несколько приемов. Сначала забивают стойки по периметру, после чего, по мере отрывки котлована, устанавливают горизонтальные доски крепления и распорки. Закладное крепление удаляют снизу вверх по мере возведения фундамента и уплотнения грунта в пазухах.

Шпунтовое ограждение котлована

Шпунтовое ограждение котлованов состоит из стенки, выполненной из деревянных, металлических или железобетонных вертикальных шпунтин (шпунтовых свай), горизонтальных обвязок (наружных и внутренних), распорок (или анкеров, работающих на растяжение) и маячных свай. Применять шпунт целесообразно, когда уровень грунтовых вод расположен выше дна котлована, в не устойчивых и водоносных грунтах. Ограждение не только удерживает стены в вертикальном положении, но и препятствует поступлению грунтовых вод в котлован. Для этого поперечному сечению шпунтины придается форма, которая обеспечивает плотное сопряжение с другими шпунтовыми сваями.

Деревянный шпунт применяют для забивки до 4–6 м, если в грунте нет включений (например, затонувших бревен, камней и пр.). На открытых водотоках с глубиной воды до 4 м возможно двойное ограждение с расстоянием между шпунтовыми стенками не менее 1 м. Пространство между стенками заполняют песчаным, супесчаным и суглинистым грунтом.

Для ускорения работ деревянные шпунтины объединяют в пакеты из 2–3 штук. Шпунт забивают гребнем вперед, что обеспечивает плотность прижатия соседних шпунтин. Шпунтовые стенки располагаются между парными направляющими схватками, где поставлены временные прокладки. Их удаляют по мере забивки шпунта.

В плотных глинистых и гравелистых грунтах для ограждения котлованов глубиной более 4–6 м применяется металлический инвентарный шпунт (рис. 1.7). Характеристики металлического шпунта приведены в табл. 1.2, а устройство ограждения показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5 – Ограждение из металлического шпунта: а, б – угловые шпунтины, в – план ограждения, 1 – маячная свая, 2 – направляющие, 3 – коротыши, 4 – шпунт

Погружение каждой шпунтины в плане проверяется по разметке в направляющих, а вертикальность – по отвесу.

Чтобы гарантировать замыкание стенки, шпунтины ограждения выставляют на всю длину стенки, а затем осаживают в несколько приемов.

В случае веерности в месте смыкания забивают клиновидные шпунтины (рис. 2.6). Для ее изготовления продольно разрезается обычная шпунтина. С помощью отвеса и рулетки определяют угол веерности, после чего разрезанные половинки погружают, сваривая внахлестку в соответствии с этим углом.

Рис. 2.6 – Замыкание шпунтовой стенки с помощью клиновидной шпунтины

При «завале» смыкаемых шпунтин не только в плоскости стенки, но и из плоскости, автогеном нарезают клинья из стального листа, после чего изготовляют часть шпунтины ступенчатого (в месте стыка) сечения.

Если шпунтовая стенка примыкает к существующему сооружению, чтобы перекрыть доступ воды внутрь котлована в месте примыкания устраивается так называемый «глиняный замок» из трамбованной глины.

Верх шпунтового ограждения в период производства работ должен быть на 0,2–0,4 м выше максимально возможного уровня грунтовых вод и на 0,7 м выше рабочего уровня воды в акватории. Глубина погружения шпунта ниже дна котлована должна соответствовать проекту. Однако она не должна быть менее 1 м в связных, крупнопесчаных, гравелистых грунтах и менее 2м – в мелкопесчаных и плывунных грунтах. Глубина погружения внешнего ряда двойного шпунтового ограждения во всех случаях принимается не менее 2 м.

Для погружения в грунт металлического шпунта часто применяется навесное оборудование к кранам,– вибромолоты отечественного и зарубежного производства. Принцип их действия заключается в том, что при синхронном вращении эксцентриков молота возникает вынуждающая сила, обеспечивающая периодическое нанесение ударов по шпунтине через наголовник. При извлечении шпунта эксцентрики вращаются в обратном направлении.

Для извлечения металлического шпунта применяют те же вибропогружатели, что и для погружения. Кран для извлечения шпунтин вибрированием подбирают в соответствии с формулой

где S – максимальное сопротивление грунта извлечению шпунтины вибрированием,

G – суммарный вес вибратора и шпунтины.

Ориентировочно значения S определяют в зависимости от глубины погружения шпунтины в грунт (табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Зависимость максимального сопротивления грунта от глубины погружения шпунтины в грунт

Шпунтовое ограждение котлованов

Шпунтовое ограждение котлованов применяется тогда, когда подземные воды находятся на достаточно высоком уровне. Кроме того, шпунтовое ограждение используется при монтаже гидротехнических сооружений, а также применяется при строительстве многоэтажных объектов в условиях, когда расстояние между зданиями невелико.

Изначально, шпунтовое ограждение использовалось при возведении мостов через водные препятствия, когда появлялась необходимость в укреплении береговой линии. В наше время шпунтирование применяют и для укрепления земельных участков, имеющих уклон.

В этой статье будет рассказываться не об инженерной процедуре монтажа шпунтов, а о технически правильных и ненадлежащих элементах шпунтирования, а также об ошибках, связанных с возведением шпунтовых ограждений.

Для чего нужно шпунтовое ограждение?

Как уже говорилось выше, шпунтовое ограждение необходимо для укрепления котлованов, а также для исключения попадания грунтовых вод в строительную зону, и, впоследствии, уже в возведённое здание. Без шпунтового ограждения грунтовые воды будут вымывать фундамент, что в долгосрочной перспективе может привести даже к обрушению здания.

Какие материалы используются для шпунтирования котлованов?

Сталь. Один из самых распространённых материалов. Из неё изготавливаются хорошо известные любому инженеру шпунты Ларсена, имеющие загнутую на концах форму, которая позволяет надёжно скреплять между собой все элементы в замок. Шпунты из стали могут использоваться многократно, выдерживают большие нагрузки, имеют сравнительно небольшой вес и легко монтируются на месте.

Железобетон. Второй по популярности материал. В отличие от стальных шпунтов, железобетонные монтируются лишь единожды, и не подлежат повторному монтажу. Почти всегда железобетонные шпунты (сваи) остаются в грунте в качестве элемента фундамента.

Пластмасса. Сваи из пластмассы нередко изготавливаются в том же форм-факторе, что и шпунт Ларсена. Плюсом пластмассовых свай является их небольшой вес, недорогая транспортировка, и, конечно же, отсутствие коррозии. Однако, в отличие от стальных свай, пластмассовые выдерживают сравнительно небольшие нагрузки, и не подходят для шпунтирования больших котлованов со значительным уклоном.

Полимеры. Новинка на отечественном строительном рынке. Композитные сваи, изготовленные из полимеров методом пультрузии, могут иметь практически неограниченную длину с различной формой. Кроме того, в отличие от пластмассовых, армированные полимерные сваи могут выдерживать большие нагрузки.

Дерево. В наше время, шпунтирование котлованов деревянными сваями практически не встречается. Деревянные сваи в основном используются при укреплении частных участков кустарным способом. Деревянные сваи выдерживают небольшой вес, ненадёжны, и могут быть использованы один раз, а после возведения фундамента подлежат демонтажу.

Обратим внимание, что описанные выше сваи – это принятые по строительным нормам элементы шпунтирования котлованов.

Далее в статье мы расскажем о непредназначенных для шпунтового ограждения материалах и элементах, а также о других ошибках, которые совершаются при шпунтировании.

Ошибки при шпунтовом ограждении котлованов

Казалось бы, во время такой точно описанной, и уже многие годы практикуемой инженерной операции как шпунтированирование котлованов, просто не может быть допущено даже малейшей ошибки. На самом деле, недобросовестность некоторых застройщиков не знает границ, и, порой, допускаются настолько нелепые ошибки, что само их наличие может удивить даже школьника, который только-только начал постигать азы черчения и физики. Итак, некоторые ошибки при шпунтовом ограждении котлованов, которые могут привести к неприятным последствиям:

Использование в качестве шпунтов неподходящих материалов или элементов.

Говоря об элементах, мы подразумеваем самопальные сваи. Почти всегда самопальные сваи – это стальные трубы. Многие могут задаться вопросом, а что в них плохого, ведь выше сказано, что сталь – это один из самых надёжных материалов для шпунтирования котлованов. Да, это так. Однако, сама конструкция труб не предназначена для шпунтового ограждения.

В чём же причина? Трубы имеют полую конструкцию, из-за чего они выдерживают небольшую нагрузку. Некоторые застройщики могут усилить эту конструкцию, путём заливания цементного раствора в полости труб.

Но, как мы знаем, при высыхании бетон даёт усадку, и может деформировать трубу, особенно, если она имеет небольшую толщину. Всё это может создать риск деформации всего шпунтового ограждения, и, в конечном итоге, приведёт к объявлению аварийным здания, находящегося на этом участке.

Неправильные расчёты глубины ограждения шпунтирования

Расчёт глубины распространённых шпунтов Ларсена, в соответствии со СНиП 2.02.03-85 и ГОСТ Р 53629-2009, производится согласно формуле.

Отсутствие проверки на наличие зазоров между шпунтами.

Даже небольшие щели между шпунтами приведут к значительному снижению эффективности конструкции.

Неправильный выбор метода погружения шпунта в грунт, и отсутствие исследования местности на тип грунта.

Профессионалы знают, что существует четыре основных метода погружения шпунтов, а именно:

погружение методом вдавливания,

Метод погружения вдавливанием применяется тогда, когда грунт глинистый или жидкий. Вибрационный метод используется для погружения шпунтов в сухие песчаные грунты. Комбинированный метод применяется на мягких и пластичных грунтах.

Ударный метод не включён в разъяснение, так как является самым оптимальным, и может применяться на любом типе грунта.

Описанные выше ошибки специалистам могут показаться даже смешными, однако, они имеют место быть даже в наше время. Именно поэтому мы рекомендуем доверять шпунтовое ограждение котлованов только опытным специалистам.

Шпунтовое ограждение котлованов, мой не большой опыт

На объекте в Кстово, лет 5 назад, пришлось применять шпунтовое ограждение из-за высокого уровня грунтовых вод и песчаного грунта, который постоянно осыпался. Надо было вырыть котлован под водяной отстойник размерами 8 на 4 метра, глубиной до 4-5 метров.

Вначале пытались остановить обвалы брёвнами, но это не помогало земляная масса наши заборы легко сносила. Руководство фирмы решило купить шпунты Ларсеа, когда появилась угроза обвала в этот котлован смонтированной не давно трансформаторной будки. Было закуплено и доставлено на строительную площадку небольшое количество этих шпунтов, и мы их равномерно распределили. Что из этого получилось смотрите на фото.

Скорее всего благодаря морозам обвал грунта прекратился, и мы смогли построить этот железобетонный отстойник.

Буду рад вашим комментариям.

С уважением Олег Клышко

ПОЧИТАЙТЕ ЕЩЕ СТАТЬИ, ПОХОЖЕЙ ТЕМАТИКИ:

Ваша благодарность за полезную информацию от меня это репост статьи в соцсетях. Спасибо!

3.2. Способы крепления шпунтовых ограждений

В условиях слабых грунтов, склонных к потере устойчивости при приложении динамических воздействий при погружении свай, движении строительной техники, разгрузке строительных материалов и т. п., могут происходить как деформации ограждений котлованов, так и распорных конструкций, проседание и выпор грунта внутрь подземного сооружения, сопровождающиеся просадками грунта и деформациями конструкций фундаментов зданий, прилегающих к разрабатываемому котловану.

В этой связи с учетом схем, представленных на рис. 3.3-3.12, рассмотрим наиболее распространенные технические решения обеспечения устойчивости шпунтовых ограждений.

Рис. 3.3. Конструктивно-технологические решения по обеспечению устойчивости шпунтовых ограждений:

a — консольное, б — с горизонтальными креплениями стальными балками, в — с анкерными стенками из шпунта, г — с горизонтальными анкерными плитами, 1 — шпунтовое ограждение, 2 — распределительный пояс (обвязочная балка), 3 — горизонтальные стальные балки, 4 — анкерная стенка из шпунта, 5 — стальные анкерные тяги, 6 — анкерные плиты, уложенные по грунту

А. Открытый котлован

• 1. Консольные ограждения, в том числе с поясами жесткости из стальных балок различного сечения применяют для котлованов глубиной до 4-5 м с ограничением динамических воздействий при перемещении строительной техники и запретом складирования материалов вблизи ограждения (рис. 3.3, а). При этом в условиях слабых грунтов необходимо обеспечить заглубление шпунта ниже дна котлована не менее 2/3 его глубины. Для обеспечения совместной работы шпунта по верху ограждения обязательно устраивается обвязочная балка из стального проката, в основном двутавров, спаренных швеллеров, или шпунта (рис. 3.3, 2).
• 2. Временные распорные горизонтальные крепления из металлических банок различною сечения (в основном труб диаметром 450-720 мм, двутавров или соединенных сваркой шпунтин) при ширине котлована до 15-20 м (рис. 3.3, б). Для котлованов с большими размерами применяют промежуточные сваи стойки из шпунта или колонных двутавров, а также конструктивные элементы стен здания, выполняемые до разработки грунта при поэтапной откопке котлована по захваткам (рис. 3.4,3). Распорки устраиваются в один или несколько ярусов с определяемых расчетом шагом, который обычно составляет 4—6 м.

Рис. 3.4. Вариант крепления шпунтового ограждения горизонтальными стальными балками:

I — шпунтовые ограждения, 2 — распределительный пояс (обвязочная балка), 3 — горизонтальные стальные балки, 4 — промежуточные опоры (сваи-стойки) из шпунта

Рис. 3.5. Конструктивные решения крепления шпунтовых ограждений шириной до 15-20 м:

а, в — обвязочными балками из двутавра, б—узел крепления анкерного стержня к обвязочной балке из швеллеров, в — обвязочные балки из двух двутавров, д,е—обвязочные балки из двух и одной шпунтины соответственно, / — шпунт, 2 — двутавр, 3 — стальная шпилька, 4 — стальная труба или деревянный брус, 5 — швеллер, б — стальная поддерживающая косынка, 7 — анкерный стрежень, 8 — упорная стальная пластина, 9 — стальная шайба, 10 — гайка, 11 — фиксирующий стальной клин

Конструктивные решения устройства крепления шпунтовых ограждений котлованов шириной до 10-15 м представлены на рис. 3.5, а, для котлованов шириной до 20-30 м на рис. 3.6 [1 ].

3. Для снижения металлоемкости в качестве распорных систем крепления шпунтовых ограждений можно использовать инвентарные стальные рамные элементы с заменяемыми концевыми частями

Рис. 3.6. Конструктивное решение крепления шпунтовых ограждений котлованов горизонтальными стальными трубами

(рис. 3.7, а). В крайние стержни, примыкающие к шпунту, включают домкраты, позволяющие рейдировать перемещения ограждения котлована и контролировать усилия в распорках.

Рис. 3.7. Рамные распорные системы крепления шпунтового ограждения котлована:

а — стальными инвентарными рамами с домкратами, б — железобетонными фермами, I — шпунт, 2 — обвязочные балки, 3 — стальные инвентарные рамные элементы,

4 — домкраты, 5 — железобетонные фермы (промежуточные опоры условно не показаны)

Рамные конструкции в некоторых случаях изготавливают из горизонтальных железобетонных ферм, имеющих промежуточные стойки

• (см. рис. 3.7). После разработки котлована такие конструкции могут быть включены в состав ребристых перекрытий подземных этажей сооружения. На фермах, перекрывающих котлованы больших пролетов, можно располагать строительное и технологическое оборудование, а также скла- дировагь материалы в процессе возведения подземной части здания.
• 4. Крепление ограждения к вертикальным анкерным стенкам или горизонтальным плитам стальными тягами на расстоянии не менее величины S = Н_к tg(45° – % , т„ = хГ/х«

Способы ограждения глубоких строительных котлованов.

Любые студенческие работы – ДОРОГО!

100 р бонус за первый заказ

К земляным работам относятся рытье разведывательных траншей, планировочные работы, разработка котлованов, рытье водоотводных канав и засыпка котлованов.

Ширина дна котлованов зависит от ширины возводимой конструкции и ее материала (сборный или монолитный железобетон), наличия и вида крепления котлована, а также используемых средств водопонижения.

Допустимая глубина выемки, т. е. максимальная (критическая) глубина, при которой откос связного грунта удерживается в вертикальном положении без крепления стенок, определяется расчетом. Ориентировочные величины критических глубин выемок, устраиваемых с вертикальными стенками: 1,0 м в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах естественной влажности, 1,25 м — в супесчаных, 1,5 — в суглинках и глинах, 2,0 — в особо плотных нескальных грунтах.

Устройство шпунтового ограждения

• Устройство шпунтового ограждения из труб б/у любых диаметров
• Устройство распорной системы
• Устройство забирки
• Устройство шпунтового ограждения из шпунта Ларсена

Устройство ограждений котлована

• Устройство фундаментов и ограждений способом «Стена в грунте»
• Устройство буросекущих свай
• Устройство бурокасательных свай
• Устройство грунтовых анкеров

Устройство шпунтового ограждения из труб применяется для раскопки котлованов в городской черте которую необходимо обезопасить от обрушении грунта при возведении различных конструкций. Шпунтовое ограждение устраивается в случае, когда невозможна разработка котлованов в откосах. Погружение элементов ограждения может выполняться в предварительно пробуренные скважины, заполненные цементнопесчаным раствором, а также забивкой, вибропогружением, задавливанием и завинчиванием. Стенки котлована в процессе разработки крепятся забиркой из обрезной доски или металлического листа. Забирка может впоследствии использоваться в качестве опалубки для бетонирования подземных конструкций здания. Ограждающие конструкции с забиркой не являются водонепроницаемыми, поэтому при расположении уровня грунтовых вод выше котлована требуется выполнение строительного водопонижения.

Устройство шпунтового ограждения из шпунта Ларсена — это сплошная шпунтовая стенка, образованная стальными сваями (шпунт типа «Ларсен», плоский шпунт, zобразный профиль, а также труба и двутавровые балки) методом забивки, вибропогружения или вдавливания. Шпунтовое ограждение служит водонепроницаемой преградой и удерживает грунт от обрушения при возведении конструкций. Шпунт Ларсена отличает большое число преимуществ: довольно широкий профильный ассортимент (подбирается в зависимости от технических характеристик объекта), хорошая статика, симметричность контуров, простота и надежность монтажа, антикоррозионная устойчивость, повышение производительности рабочего процесса. Технологические показатели шпунта Ларсена достаточно высоки и соответствуют международным стандартам. В нашей стране шпунт Ларсена широко применяется в сфере строительства мостов. Шпунт Ларсена применим к различным грунтам, некоторые сложности могут возникнуть только в местах плотной застройки.

Устройство фундаментов и ограждений способом «Стена в грунте». Метод «стена в грунте» предназначен для возведения заглубленных в грунт сооружений самого различного назначения: тоннелей, гаражей, паркингов, промышленных подземных хранилищ, портовых сооружений, фундаментов зданий. Метод производства «стены в грунте» грейферным способом заключается в том, что стены сооружения возводят в узких и глубоких траншеях (глубина до 60 метров), заполняемых при выемке грунта бентонитовым раствором, который создает избыточное гидростатическое давление на вертикальные стенки траншеи, благодаря чему они остаются ровными. После создания траншеи она заполняется монолитным железобетоном или железобетонными элементами, которые вытесняют бентонитовый раствор. Эта технология максимально востребована в условиях реконструкции исторических центров городов при плотной застройке, вблизи от существующих зданий, т. к. для ее применения не используются открытые котлованы – а значит, экономится площадь стройплощадки, она безопасна для расположенных рядом зданий и сооружений.

Устройство грунтовых анкеров. Для компенсации опрокидывающего момента, действующего со стороны грунта на конструкцию, выполненную способом «стена в грунте», служат анкерные устройства. В качестве анкерных устройств могут применяться пряди из нескольких металлических тросов и арматурная сталь. Конструкция и материал анкерного крепления выбираются в зависимости от характеристик грунта и существующих нагрузок. Применение труб в качестве одного из элементов анкера позволяет при необходимости вводить в скважину насадки для подмыва и инъецирования.

Принципиальные схемы типов креплений:

а — консольного, б — анкерного, в — консольнораспорного, г — распорного, д — подкосного, е — подвесного, 1 — щиты (доски), 2 — стойки (сваи), 3 — анкеры, 4 — распорки, 5 — подкосы, 6 — упоры (якоря), 7 — опора, 8 — кольцо

Ограждение котлована и траншей

Земляные работы относятся к основному периоду производства работ. В этот период проводятся работы первого цикла, заключенные в подготовке подземной части здания или сооружения и проведение инженерных коммуникаций. Но их невозможно провести без котлована, поэтому любое строительство начинается именно с разработки котлована.

При производстве земляных работ, связанных с разработкой котлована или траншей под инженерные коммуникации участок должен быть обязательно отгорожен. Также необходимо повесить предупредительные знаки. Временное ограждение котлована и траншей устраивается до окончания земляных работ, в которые входит и устройство обратной засыпки. Связано это с тем, что при разработке котлована участвуют в работе много механизмов, таких как экскаватор, бульдозер и автосамосвалы. Также есть вероятность того, что могут обрушиться откосы выемок. А в темное время суток постороннее лицо, который окажется на строительной площадке может наехать или провалиться в котлован или траншею. Применяют для ограждения участка шпунтовые фермы, которые выглядят как сплошная водонепроницаемая стена. Технология сборки шпунтовых ферм включает в себя установку свай, на которые монтируются сборно-монолитные конструкции стен.

Также временные ограждения устанавливаются в местах проведения следующих видов работ:

• Ремонтных,
• Дорожных,
• На аварийных участках дорог,
• В водопроводных и канализационных системах.

Временное ограждение строительной площадки производится с целью обеспечения техники безопасности при выполнении строительно-монтажных работ. Также ограждение предназначено для охраны от проникновения на строительную площадку посторонних лиц, обеспечения целостности и сохранности оборудования и механизмов, которые находятся на территории. Ограждать строительную площадку следует на весь период строительства. А по окончанию всех видов работ, включая работы по благоустройству территории, производится демонтаж ограждения. В связи с тем, что оно ставится временно, лучше всего применяют сборно-разборные конструкции в виде сплошных или разреженных прямоугольных панелей. Дополнительно нужно установить козырьки и перила с учетом выполнения работ на некоторой высоте от отметки поверхности земли.

К инвентарным ограждениям нормативными документами предъявляются требования по отношению высоты ограждения и к тому же ограждение должно быть глухим, благодаря которым закрывается обзор строительной площадки. Этим требованиям отвечают панели. Панели выпускаются глухими, полнотелыми. Их могут заменить инвентарные ограждения в виде заборов, которые соответствуют панелям по высоте и плотности. Отличие заборов заключается в технологии производства и материалов, из которых выпускаются.

Применяются также деревянные заборы, которые собираются из бруса со сплошной обрешеткой.

Хотя в последнее время чаще применяют разреженные панели высотой более 1,6м, которые соответствуют требованиям ГОСТа. Они обеспечивают защиту от проникновения на строительную площадку посторонних лиц и обозначают границы площадки.

Непосредственно на строительной площадке могут быть установлены сигнальные ограждения, которые способствуют установлению границ отдельных участков с производством различных видов строительно-монтажных работ. Например, производство земляных и бетонных работ одновременно, в этом случае могут возникнуть опасные ситуации с угрозой здоровья рабочих.